光纖通信用前置放大器集成電路理論分析與產(chǎn)品化設(shè)計.pdf

1、在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，前置放大器必須同時具備高靈敏度和寬動態(tài)范圍，成為光接口集成電路設(shè)計的重點與難點。同步數(shù)字體系(SDH)中最重要和最基本的模塊就是STM-1。國內(nèi)專家學(xué)者采用CMOS工藝設(shè)計出的STM-1速率級前置放大器彌補了我國在該領(lǐng)域的空白，但這些研究成果在靈敏度和動態(tài)范圍指標方面與系統(tǒng)要求還有很大差距。本論文的目標是使具有自主知識產(chǎn)權(quán)的前置放大器真正具備實用價值，同時與國外同類產(chǎn)品相比有一定的競爭力。 在工藝方面，有意

2、識地選擇華潤上華(CSMC)的0.6μm、兩層多晶硅、兩層金屬的混合信號CMOS工藝。其優(yōu)點是國內(nèi)成熟工藝、成本相對較低、容易獲得生產(chǎn)線支持。 在電路設(shè)計方面：為了降低電路本身引入的噪聲，跨阻放大器中的核心放大器采用了高增益的多級放大結(jié)構(gòu)，從而能夠在保證-3dB帶寬的情況下提高反饋電阻值，減小反饋電阻對輸入噪聲電流的貢獻；同時設(shè)計包含電流基準、運算放大器、帶隙電壓基準的低壓差穩(wěn)壓器，抑制電源的噪聲和波動，以降低電路外部噪聲對靈敏

3、度的影響；采用了平均值檢測的方式來檢測光電流幅度；采用了消直流電路來旁路光電二極管輸出電流中的直流分量，穩(wěn)定了電路的直流工作點；自動增益控制部分通過采用分段增益控制的方法實現(xiàn)了高達45dB的增益壓縮比，從而擴展了動態(tài)范圍；采用CMOS工藝設(shè)計的峰值檢測電路可用于高速偽隨機信號和射頻信號的幅度檢測。 分別采用0.6μm和0.5μmCMOS工藝設(shè)計了具有自動增益控制功能的前置放大器和低壓差穩(wěn)壓器，通過上海集成電路設(shè)計中心的MPW計劃